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    “深度解析——免疫系统三大功能之一免疫监视!

    2020-08-17 来源: 分享
    “免疫”,从字面意思拆开解释,就是“免除疾病”,即抵抗多种传染性疾病的发生,保护机体不受感染。
     
    免疫学发展至今,“免疫”(immunity)有了更科学广泛的含义,免疫系统拥有可以识别、区分“自己”和“异己”的能力,“免疫”最终排除异己,保护自己维持生理健康的稳定。
     
     
    在整个过程中,免疫系统(immune system)其实是依赖它的三大功能实现的,分别是“免疫监视”(immune surveillance)、“免疫应答”(immune response)和“免疫记忆”(immune memory)。
     
    先看看“免疫监视”。
     
    免疫监视,是机体长期进化过程中形成的一种天然防御功能,此功能仿佛开启上帝视角,监视身体的一举一动,哪里有入侵者,哪里出现异己……免疫监视,最重要的就是区别敌我。
     
    这是如何实现的呢?
     
    免疫监视的两大步骤:识别与区分
    免疫监视相当于免疫系统的“侦查系统”,它最重要的能力是“识别(recognition)和区分(distinction)”。
     
    在微观世界中,细菌或者病毒的外观是主要的识别内容。
     

    △ 免疫细胞识别并吞噬病毒
     
    就算作为入侵者,作为背叛者,敌人们之间也是会打扮自己的,这种打扮就造成了细菌或者病毒的外观“与众不同”,拥有了自己独特的密码。
     
    细菌或者病毒通过制造特殊结构的蛋白质,比如病原体相关模式分子(PAMP,pathogen-associated molecular patterns),来打扮自己的外观。它们就像病原体表面的一个半开状态的开关,而如果我们通过模式识别受体(PRR, pattern recognition receptor)捕捉到这个特定结构的开关,就可以识别病原体,从而获悉某种异物的存在。
     
    虽然随着进化,敌人越来越聪明,可能会演化出相似的外观迷惑免疫系统,但最终,历经艰辛的信号,能直接被先天性免疫细胞,巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞识别,完成免疫监视的第一步。
     
    如果说“识别”依靠的是细菌、病毒表面的外衣,那么“区分”则相反,依靠的是正常细胞的“良民证”。先天性免疫细胞,比如NK细胞,信号都是一并识别的,而到底是“自己”还是“异己”,取决于它接触到“自己”,它就能感受到“安全”,所以,那些不能提供证据证明自身清白的,就是“异己”信号。
     
    这个“良民证”叫做MHC分子(主要组织相容性复合物),在人类中是HLA,即人类白细胞抗原。
     
    NK细胞表面有众多接收MHC信号的受体,分为激活性KAR和抑制性KIR两类。正常细胞的MHC类分子结合的是抑制性受体,使得NK细胞处于抑制状态,那么NK细胞便不会误伤“自己”。树突状细胞也不会将“自己”的信号进一步传递。
     
    细菌或者病毒感染的细胞,发生变异的正常细胞表面的MHC类分子表达减少或者缺失,则不会介导KIR导致的NK细胞抑制,从而表现为杀伤作用。
     
     
    △ 细胞表明的受体与抑制受体

     
    免疫监视与先天免疫
    我们已知,人体健康的保卫有三大防线。
     
    第一道防线是物理屏障,皮肤和黏膜。

    第二道防线是先天免疫,免疫细胞的直接识别与吞噬。第三道防线是获得性免疫,比如T细胞和B细胞,B细胞可以分泌抗体狙击,T细胞释放炸弹打击。

     
    可以看出,免疫是分层次递进的,按照发生的先后顺序,如上述提到,主要分为两种,一种是先天免疫(innate immunity),一种是获得性免疫(adaptive immunity),也叫做后天免疫。
     
    先天免疫一般发生在免疫开始的0~96小时,而获得性免疫的发生时相则在第96小时以后。
     
     
    △ 时刻在体内巡逻的免疫细胞
     
    先天免疫相当于人体的隐形盔甲,拥有成员巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞、单核细胞、树突状细胞等。其中,巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞辛勤地在身体中巡逻,检查每一个路过“人员”的信息,发现潜在的入侵者,和身体正常细胞的叛变者。树突状细胞负责将“异己”的特异性信息“抗原”传递。
     
    “巡逻”、“检查”、“发现”、“传递”……
     
    原来,免疫监视功能是由先天免疫实现的。
     
    免疫监视与NK细胞
    先天免疫的众多免疫细胞中,NK细胞十分特殊,因为它既有一点的免疫监视功能,又有一部分免疫应答的能力。
     
     
    当一部分细菌、病毒趁虚而入,突破皮肤等第一道防线后,先天性免疫细胞中的NK细胞,会依次通过识别与区分,发现这些异物并直接吞噬,或者分泌杀菌物质狙击。
    此时,除了PAMP-PRR这个开关模式,有些异物可能会模仿出相似的结构来迷惑免疫细胞,那么NK细胞还能够依赖另外一种开关模式来完成免疫监视功能。
     
    这种模式就是补体(complement)。血液中有一种叫做补体的物质,是一群“半开关”的集合,它们是身体的第一道防线。一旦一个补体识别到了异物的外观,一个开关就被触发了,一个开关的力量是薄弱的,是不足以实现免疫监视的,但补体依赖3条独立的激活途径,可以将信号级联放大。
     
    补体通过改变自身的结构,使得它能够将识别的范围扩大,并联系上其它小伙伴,扩大成团体行动。另一方面,补体可以发射更小的结构到血液中,将识别的难度降低,最终被NK细胞捕获。
     
    由此看出,NK细胞免疫监视的能力,可谓十分全面,能够尽最大可能地发现入侵的外来者,或者体内变性的细胞等,做到不放过“一个”。
     
    而下一篇文章中,我们也会介绍到,NK细胞还具有一定的免疫应答能力,使得先天免疫的功能也更加的丰富。
     
    先天免疫,比如其中的NK细胞,一“识别”,二“区分”,将入侵人体的病原微生物,或者体内叛乱的变异细胞等异己,精准揪出来,站好免疫监视的岗位,保护身体的健康。

     

    文章来源于:网路

     

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